JP2000298263A - プラズマ・アドレス液晶パネル - Google Patents

プラズマ・アドレス液晶パネル

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JP2000298263A
JP2000298263A JP2000065334A JP2000065334A JP2000298263A JP 2000298263 A JP2000298263 A JP 2000298263A JP 2000065334 A JP2000065334 A JP 2000065334A JP 2000065334 A JP2000065334 A JP 2000065334A JP 2000298263 A JP2000298263 A JP 2000298263A
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friction direction
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JP2000065334A
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Kevin J Ilcisin
ケビン・ジェー・イルシシン
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Tektronix Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 PALC表示パネルのコントラスト及び視角
の対称性を改善する。 【解決手段】 PALCの液晶偏光変調構体の各変調セ
ルにおいて、第1及び第2アライメント層54、58の領域
要素の間に液晶材料のボリューム要素を設ける。各アラ
イメント層の領域要素を第1及び第2領域50A、50Bで構
成する。第1及び第2アライメント層の夫々の第1領域
の摩擦方向を第1及び第2方向とし、第1及び第2アラ
イメント層の夫々の第2領域の摩擦方向を第3及び第4
方向とする。第1及び第2摩擦方向の一方はチャンネル
と平行であり、第3及び第4摩擦方向の一方は第1摩擦
方向と逆であり、第3及び第4摩擦方向の他方は第2摩
擦方向と逆にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コントラスト及び
視角の対称性が改善されたプラズマ・アドレス液晶(P
ALC)パネルを形成するためのコーティング形成方法
及び中間構体製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アメリカ合衆国特許第5077553号
(日本特許第2601713号に対応)は、データ蓄積
要素をアドレス指定する装置を記載している。このアメ
リカ合衆国特許第5077553号に開示された装置を
実際に実施したPALCパネル(又はPALC表示パネ
ル)の断面を図7に示す。なお、図を明瞭にするため、
断面を示す斜線は省略している。
【0003】図7に示すPALCパネルは、下側から順
番に、偏光子2と、チャンネル部材4と、カバー・シー
ト(マイクロシートとして一般的に知られている)6
と、電気光学材料層10と、平行で透明なデータ駆動電
極12の配列(図7の場合、12で示す1個のみのデー
タ駆動電極が見える)と、データ駆動電極を支持する上
側基板14と、上側偏光子16とを具えている。カラー
表示パネルの場合、このパネルは、電気光学材料層10
及び上側基板14の間にカラー・フィルタ(図示せず)
を含んでいる。このパネルは、視野角度を改善する層や
他の目的の層を含んでもよい。チャンネル部材4は、典
型的には、ガラスで作られており、その上側主面に多数
の平行なプラズマ・チャンネル20が形成されている。
複数のチャンネル20は、リブ22で分離されており、
ヘリウムなどのイオン化可能なガスが充填されている。
陽極24及び陰極26がチャンネル20の各々に設けら
れている。これら陽極及び陰極は、チャンネル電極であ
り、例えば、陽極を接地電圧とし、チャンネル電極ドラ
イバにより、陰極の電圧を変化させて、電極間電圧を可
変できる。チャンネル20は、(パネルに対して垂直に
見た場合)データ駆動電極12と直交しており、データ
駆動電極12がチャンネル20と交差する領域が、個別
のパネル要素28を形成する。各パネル要素28は、電
気光学材料層10と、上側偏光子16と、下側偏光子2
とを含んでいるとみなせる。パネル要素28の境界とな
る表示パネルの上側面の領域は、表示パネルの単一ピク
セル30を構成する。なお、参照番号32は、観察者の
視点を示す。
【0004】1個のチャンネル20内の陽極24に基準
電位が供給され、適切でより負の電圧がこのチャンネル
内の陰極26に供給されると、そのチャンネル内のガス
がプラズマを生成し、このプラズマがカバー・シート6
の下側面に対して基準電位源への導電路を形成する。デ
ータ駆動電極12が基準電位ならば、このデータ駆動電
極12がチャンネル20と交差する電気光学材料層10
のボリューム要素(ある量から成る要素)には実質的な
電界が存在せず、パネル要素28はオフとみなせる。こ
れとは反対に、データ駆動電極12が基準電位と実質的
に異なる電位ならば、電気光学材料層10のボリューム
要素内に実質的な電界が生じ、パネル要素28はオンと
みなせる。
【0005】以下の説明においては、本発明の要旨を制
限するものではないが、下側偏光子2は、線形偏光子で
あり、その偏光面は、基準面に対して0度の如く任意に
でき、上側偏光子16は、90度の偏光面を有する線形
偏光子であると仮定する。また、電気光学材料層10の
材料は、そこを通過する線形に偏光された光の偏光面
を、電気光学材料の電界の関数である角度だけ回転させ
る。パネル要素がオフのとき、回転角は90度であり、
パネル要素がオンのとき、回転角はゼロである。
【0006】偏光されない白色光を放射する幅広な光源
34により、このパネルを下側から照明する。パネルを
均一に照明するために、散乱面を有する背面ガラス・デ
ィフーザー(すりガラス)18を光源34及びパネルの
間に配置してもよい。光源34から所定のパネル要素2
8に入射する光は、下側偏光子2によりゼロ度に線形偏
光され、チャンネル部材4、チャンネル20、カバー・
シート6、電気光学材料のボリューム要素を順次通過し
て、上側偏光子16及び観察者32に向かう。パネル要
素がオフならば、電気光学材料のボリューム要素を通過
する線形に偏光された光の偏光面は90度回転するの
で、上側偏光子16への入射光の偏光面は90度であ
る。この光は、上側偏光子16を通過し、ピクセルを照
明する。一方、パネル要素がオンならば、線形に偏光さ
れた光の偏光面は、液晶材料のボリューム要素を通過し
ても変化しない。上側偏光子16の入射光の偏光面はゼ
ロ度なので、この光は、上側偏光子16により阻止さ
れ、ピクセルは暗い。液晶材料内の電界が、パネル要素
28のオフ及びオンに関連した値の中間ならば、この光
は、上側偏光子16を通過するが、その輝度は電界によ
り決まり、グレー・スケール(中間調)を表示できる。
【0007】PALC表示パネルの実施においては、チ
ャンネルを形成する領域の付近で、チャンネル部材4を
エッチングして、台部(プラトー)36を設けて、この
台部内にチャンネル20を形成する。台部の周辺部付近
に延びるラベット(さねはぎ)40内のエンドレス・フ
リット・ビーズ38により、カバー・シート6をチャン
ネル部材4に固定(密閉)する。上側基板14及びそこ
に支持されたデータ駆動電極12を含む上側基板アセン
ブリを、接着用ビーズ42によりチャンネル部材4に取
り付ける。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のマトリクスによ
るアドレス指定形式の平面液晶表示パネルは、2個のア
ライメント層(配向層)の間に、液晶材料層、典型的に
は、ツイスト(捻れ)ネマチック液晶物質を具えてい
る。各アライメント層は、摩擦(こすり:rub)方向で特
徴付けられ、これら2個のアライメント層の摩擦方向
は、典型的には直交している。アライメント層と接触し
ている分子は、各摩擦方向に配列(方向付け)されてい
る。電極は、液晶材料の層を偏光変調セル(polarizati
on modulatingcell:偏光状態を可変できるセル)として
の矩形マトリクスに分割する。
【0009】従来のマトリクス・アドレス指定形式の液
晶表示パネルでは、偏光変調セルに入射する直線偏光の
光は、左回り及び右回りの円偏光の光に分解される。セ
ルがオフのとき、一方の成分が、セルを通過した他方の
成分に対して遅延(リターディション)するので、この
セルを離れる光の偏光状態は、このセルに入射する光の
偏光状態と異なる。理想的には、この遅延は、セルを離
れる光がセルに入射する光の偏光面に対して90度の直
線偏光を受けるようなものである。セルがオンのとき、
これら2つの成分は、大きな相対的遅延を受けることな
く、セル内を伝搬するので、このセルを離れる光の偏光
状態は、このセルに入射する光の偏光状態とほぼ同じで
ある。
【0010】セルに入射する光の偏光面が平行である
か、又は、セルの入口におけるアライメント層の摩擦方
向に直角であるとき、従来のマトリクス・アドレス指定
形式の液晶表示パネルの偏光変調セルのオン及びオフ状
態の間のコントラスト比が、公称的に最大であることは
既知である。よって、最大コントラスト比になるよう
に、アライメント層の摩擦方向によって、表示パネルに
入射する光の偏光面を方向付ける。
【0011】液晶表示パネルで観察されるコントラスト
比は、視角にも依存する。よって、表示パネルに対して
垂直に見た場合、コントラスト比は、最大であるか又は
ほぼ最大であるが、視角が(垂直から)増加するにした
がって、目に見えて減少する。視角の関数であるコント
ラストの低下は、視野面(視角方向及びパネルに垂直の
方向を含む面)と、アライメント層の摩擦方向との間の
角度に依存する。この作用は、視角円錐(viewing angl
e cone)により特徴付けられる。なお、この視角円錐
は、視野面と、表示パネルに対して固定された面との間
のアジマス角φの関数として得られる所定のコントラス
ト比における視角を示すものである。
【0012】図8は、視角円錐の2次元表現であり、座
標の原点は、視野方向が垂線と交差する点である。閉じ
た形状は、角度θ、φの関数でプロットした一定のコン
トラストのラインである。なお、視野面における極角θ
は、原点から一定のコントラストのライン上の点までの
距離rで表せる。矢印RA及びRBが、摩擦方向を表
す。図8の場合、視角は、2つの摩擦方向の間に含まれ
る四分円において最大値となり、対向する四分円におい
て最小値となる。最良の視角性能を2つの摩擦方向の間
の四分円内で得るか、対向する四分円内で得るかは、特
定の液晶の捻れ(右回り又は左回り)により決まる。
【0013】特定のコントラストが得られる視角は、ア
ジマス角φに大いに依存することが図8から判る。
【0014】従来のマトリクス・アドレス指定形式の平
面パネル液晶表示において、一般的には、アライメント
層の摩擦方向は、水平に対して約45度であるように構
成されている。よって、パネルを見下ろしたり見上げた
ときに視角性能が最良となり、左からパネルを見たとき
の視角性能は、右から見たときの性能とほぼ同じにな
る。
【0015】図7に示すPALCパネルのコントラスト
比は、アライメント層の摩擦方向に対する入射光の偏光
面の方向に影響されるだけではなく、チャンネル部材と
これらチャンネル内のガス媒体との間の境界面を直線偏
光された光が通過することによっても影響される。光の
偏光面がチャンネルと平行ならば、この境界面の通過に
よるコントラスト比への逆効果(悪影響)が最小とな
る。これは、チャンネル20が水平なので、入力偏光子
2の偏光面を水平にすべきであることを意味する。しか
し、パネルに入射する光が水平に偏光されるならば、ア
ライメント層の摩擦方向を水平及び垂直にすべきであ
る。摩擦方向が水平及び垂直ならば、左から表示パネル
を見たときの最大視角は、右から表示パネルを見たとき
の最大視角と異なる。この非対称性は、一般的には望ま
しくないと考えられている。
【0016】従来のマトリクス・アドレス指定形式の液
晶パネルの視角円錐は、いわゆる2領域の視角の固定
(two-domain viewing angle fix)を行うことにより、
一層対称的にされている。このアプローチによれば、各
偏光変調セルを2領域に分割する。一方の領域におい
て、パネルを見下ろしたときに最良の視角性能が得られ
るように、2個のアライメント層の摩擦方向を選択す
る。また、他方の領域において、表示パネルを見上げた
ときに最良の視角性能が得られるように、摩擦方向を選
択する。各領域において、摩擦方向は、互いに90度と
なる。人間の目は、これら2つの領域を分離できないの
で、これら2つの領域の2つの視角円錐は、効果的に重
なる。また、この方法にて各偏光変調セルを2領域に分
割することによる効果により、上からパネルを見たとき
の最大視角と、下からパネルを見たときの最大視角との
差を減らすことができる。
【0017】多領域視角固定は、マトリクス・アドレス
指定形式の液晶表示パネルに対して開発されたものであ
る。多領域視角固定によるマトリクス・アドレス指定形
式の表示パネルでは、各偏光変調セルを2つ以上の個別
の領域で構成している。さらに、いくつかの市販のマト
リクス・アドレス指定形式の液晶パネルの摩擦方向は、
各アライメント層にわたってほぼ連続的に変化するの
で、個別の領域が存在しないことが報告されている。
【0018】PALC表示パネルのチャンネルが一般的
に水平ならば、アライメント層の摩擦方向が水平に対し
て45度の場合に、表示パネルの視角性能に逆効果(悪
影響)が生じる。
【0019】したがって、本発明の目的は、コントラス
ト及び視角の対称性が改善されたプラズマ・アドレス液
晶(PALC)パネルを提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の観点は、
複数の平行なプラズマ・チャンネルを有するチャンネル
部材と、複数の変調セルを有する液晶偏光変調構体とを
具えるPALCパネルである。各変調セルは、第1及び
第2アライメント層の領域要素の間に液晶材料のボリュ
ーム要素を有する。第1アライメント層の領域要素は、
少なくとも第1及び第2領域で構成される。また、第2
アライメント層の領域要素は、第1アライメント層の第
1及び第2領域と夫々位置合わせされた少なくとも第1
及び第2領域で構成される。第1アライメント層の第1
領域の摩擦方向は、第1摩擦方向であり、第2アライメ
ント層の第1領域の摩擦方向は、第1摩擦方向と直角の
第2摩擦方向である。第1及び第2摩擦方向の一方は、
チャンネルと平行である。第1アライメント層の第2領
域の摩擦方向は、第3摩擦方向であり、第2アライメン
ト層の第2領域の摩擦方向は、第4摩擦方向である。こ
れら第3及び第4摩擦方向の一方は、第1摩擦方向と逆
であり、第3及び第4摩擦方向の他方は、第2摩擦方向
と逆である。
【0021】本発明の第2の観点は、複数の水平プラズ
マ・チャンネルを有するチャンネル部材と、複数の変調
セルを有する液晶偏光変調構体とを具えるPALCパネ
ルである。各変調セルは、このセルの入口及び出口の夫
々における第1及び第2アライメント層の領域要素の間
に液晶材料のボリューム要素を有する。第1アライメン
ト層の領域要素は、少なくとも第1及び第2領域で構成
される。また、第2アライメント層の領域要素は、第1
アライメント層の第1及び第2領域と夫々位置合わせさ
れた少なくとも第1及び第2領域で構成される。第1ア
ライメント層の第1領域の摩擦方向は、水平である第1
摩擦方向であり、第2アライメント層の第1領域の摩擦
方向は、第1摩擦方向と直角の第2摩擦方向である。第
1アライメント層の第2領域の摩擦方向は、第3摩擦方
向であり、第2アライメント層の第2領域の摩擦方向
は、第4摩擦方向である。これら第3及び第4摩擦方向
の一方は、第1摩擦方向と逆であり、第3及び第4摩擦
方向の他方は、第2摩擦方向と逆である。
【0022】本発明の第3の観点は、複数の水平プラズ
マ・チャンネルを有するチャンネル部材と、複数の変調
セルを有する液晶偏光変調構体とを具えるPALCパネ
ルである。各変調セルは、このセルの入口及び出口の夫
々における第1及び第2アライメント層の領域要素の間
に液晶材料のボリューム要素を有する。第1アライメン
ト層の領域要素は、少なくとも第1及び第2領域で構成
される。また、第2アライメント層の領域要素は、第1
アライメント層の第1及び第2領域と夫々位置合わせさ
れた少なくとも第1及び第2領域で構成される。第1ア
ライメント層の第1領域の摩擦方向は、チャンネルに直
角である第1摩擦方向であり、第2アライメント層の第
1領域の摩擦方向は、水平である第2摩擦方向である。
第1アライメント層の第2領域の摩擦方向は、第3摩擦
方向であり、第2アライメント層の第2領域の摩擦方向
は、第4摩擦方向である。これら第3及び第4摩擦方向
の一方は、第1摩擦方向と逆であり、第3及び第4摩擦
方向の他方は、第2摩擦方向と逆である。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、添付図を参照して本発明の
好適実施例を説明する。添付図において、対応する素子
は同じ参照符号で示す。本明細書において、上及び下な
どの相対的な方向及び位置を示す単語は、図面に対する
方向及び位置を示すものであり、絶対的な意味に限定す
るものではない。よって、本明細書において、上側と表
現した面は、本発明の特定実施例において、下側面に対
応する場合もあるし、上側でも下側でもない垂直面に対
応する場合もある。
【0024】図1は、2つのアライメント層54及び5
8の間にある左回りツイスト液晶物質のボリューム要素
50を有する偏光変調セルを示す。光は、矢印60で示
す方向に、偏光変調セルを通過する。この偏光変調セル
は、2つの領域50A及び50Bを有する。これら2つ
の領域50A及び50B内のアライメント層54及び5
8の摩擦方向を矢印で示す。視角円錐が図4に示す形状
になるように、領域50A内の摩擦方向が液晶物質の捻
れを考慮して選択される。一方、視角円錐が図5に示す
形状になるように、領域50B内の摩擦方向が液晶物質
の捻れを考慮して選択される。これら2つの視角円錐が
図6に示すように重なると、その結果の視角円錐は、図
4又は図5に示す視角円錐よりも一層対称になる。
【0025】図2の実施例の場合、液晶物質は、右回り
捻れであり、層58の各領域の摩擦方向は、図1に示す
摩擦方向に対して逆になる。各領域における液晶物質の
捻れと、摩擦方向の一方とを逆にすることにより、図2
の領域50A及び50B用の視角円錐が、図1の領域5
0A及び50Bとほぼ同じになるという結果が得られ
る。
【0026】図3の場合、液晶物質は、右回り捻れであ
る。アライメント層54の摩擦方向は、水平であり、ア
ライメント層58の摩擦方向は、垂直である。各領域に
おいて、矢印60に対して見た場合、反時計回転方向に
摩擦方向が90度回転している。よって、図3の領域5
0A及び50B用の視角円錐は、図4及び図5に夫々示
す方向から反時計回転方向に90度回転している。
【0027】従来のマトリクス・アドレス指定形式の液
晶表示パネルの場合のように、PALC表示パネル内の
液晶物質の偏光変調セルを2つ以上の領域に分割するこ
とが可能である。摩擦方向は、各アライメント層にわた
ってほぼ連続的に変化し、その細分性は、パネルの表示
要素の細分性よりも非常に細かい。
【0028】本発明は、上述の特定実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱することなく種々の
変形変更が可能なことが理解できよう。例えば、図1〜
3に示す摩擦方向は、セルの入口にて共に垂直であるか
又は共に水平であり、セルの出口にて共に水平であるか
共に垂直であるが、一方の領域の入口における摩擦方向
は水平でもよく、他方の領域の入口における摩擦方向は
垂直でもよい。この場合、一方の領域における摩擦方向
は垂直であり、他方の領域における摩擦方向は水平であ
る。
【0029】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、PALC
表示パネルのコントラスト及び視角の対称性を改善でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるPALC表示パネルの第1実施例
における単一の偏光変調セルを示す斜視図である。
【図2】本発明によるPALC表示パネルの第2実施例
における単一の偏光変調セルを示す斜視図である。
【図3】本発明によるPALC表示パネルの第3実施例
における単一の偏光変調セルを示す斜視図である。
【図4】図1に示す偏光変調セルの領域の一方に対する
視覚特性を表す極座標グラフを示す図である。
【図5】図1に示す偏光変調セルの領域の一方に対する
視覚特性を表す極座標グラフを示す図である。
【図6】図1に示す偏光変調セルの領域の一方に対する
視覚特性を表す極座標グラフを示す図である。
【図7】従来のPALC表示パネルの部分的水平断面図
である。
【図8】従来のマトリクス・アドレス指定形式の液晶表
示パネルにおける単一の偏光変調セルの視角性能を表す
極座標グラフを示す図である。
【符号の説明】
2 下側偏光子 4 チャンネル部材 6 カバー・シート 10 電気光学材料層 12 データ駆動電極 14 上側基板 16 上側偏光子 18 背面ガラス・ディフーザー 20 プラズマ・チャンネル 22 リブ 24 陽極(チャンネル電極) 26 陰極(チャンネル電極) 28 パネル要素 30 ピクセル 32 観察者の視点 34 光源 38 フリット・シール 50 液晶物質のボリューム要素 50A、50B 領域 54、58 アライメント層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の平行なプラズマ・チャンネルを有
    するチャンネル部材と、 複数の変調セルを有する液晶偏光変調構体とを具え、 上記変調セルの各々は、第1及び第2アライメント層の
    領域要素の間に液晶材料のボリューム要素を有し、 上記第1アライメント層の領域要素は、少なくとも第1
    及び第2領域で構成され、 上記第2アライメント層の領域要素は、上記第1アライ
    メント層の上記第1及び第2領域と夫々位置合わせされ
    た少なくとも第1及び第2領域で構成され、 上記第1アライメント層の上記第1領域の摩擦方向は、
    第1摩擦方向であり、 上記第2アライメント層の上記第1領域の摩擦方向は、
    第1摩擦方向と直角の第2摩擦方向であり、 上記第1及び第2摩擦方向の一方がチャンネルと平行で
    あり、 上記第1アライメント層の上記第2領域の摩擦方向は、
    第3摩擦方向であり、 上記第2アライメント層の上記第2領域の摩擦方向は、
    第4摩擦方向であり、 上記第3及び第4摩擦方向の一方は、上記第1摩擦方向
    と逆であり、上記第3及び第4摩擦方向の他方は、上記
    第2摩擦方向と逆であることを特徴とするプラズマ・ア
    ドレス液晶パネル。
  2. 【請求項2】 複数の水平プラズマ・チャンネルを有す
    るようチャンネル部材と、 複数の変調セルを有する液晶偏光変調構体とを具え、 上記変調セルの各々は、上記セルの入口及び出口の夫々
    における第1及び第2アライメント層の領域要素の間に
    液晶材料のボリューム要素を有し、 上記第1アライメント層の領域要素は、少なくとも第1
    及び第2領域で構成され、 上記第2アライメント層の領域要素は、上記第1アライ
    メント層の上記第1及び第2領域と夫々位置合わせされ
    た少なくとも上記第1及び第2領域で構成され、 上記第1アライメント層の上記第1領域の摩擦方向は、
    水平である第1摩擦方向であり、 上記第2アライメント層の上記第1領域の摩擦方向は、
    上記第1摩擦方向と直角の第2摩擦方向であり、 上記第1アライメント層の上記第2領域の摩擦方向は、
    第3摩擦方向であり、 上記第2アライメント層の上記第2領域の摩擦方向は、
    第4摩擦方向であり、 上記第3及び第4摩擦方向の一方は、上記第1摩擦方向
    と逆であり、上記第3及び第4摩擦方向の他方は、上記
    第2摩擦方向と逆である。ことを特徴とするプラズマ・
    アドレス液晶パネル。
  3. 【請求項3】 複数の水平プラズマ・チャンネルを有す
    るチャンネル部材と、 複数の変調セルを有する液晶偏光変調構体とを具え、 上記変調セルの各々は、上記セルの入口及び出口の夫々
    における第1及び第2アライメント層の領域要素の間に
    液晶材料のボリューム要素を有し、 上記第1アライメント層の領域要素は、少なくとも第1
    及び第2領域で構成され、 上記第2アライメント層の領域要素は、上記第1アライ
    メント層の上記第1及び第2領域と夫々位置合わせされ
    た少なくとも第1及び第2領域で構成され、 上記第1アライメント層の上記第1領域の摩擦方向は、
    上記チャンネルに直角である第1摩擦方向であり、 上記第2アライメント層の上記第1領域の摩擦方向は、
    水平である第2摩擦方向であり、 上記第1アライメント層の上記第2領域の摩擦方向は、
    第3摩擦方向であり、 上記第2アライメント層の上記第2領域の摩擦方向は、
    第4摩擦方向であり、 上記第3及び第4摩擦方向の一方は、上記第1摩擦方向
    と逆であり、 上記第3及び第4摩擦方向の他方は、上記第2摩擦方向
    と逆であることを特徴とするプラズマ・アドレス液晶パ
    ネル。
JP2000065334A 1999-03-24 2000-03-09 プラズマ・アドレス液晶パネル Pending JP2000298263A (ja)

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